刘媛媛
江苏阚山发电有限公司，江苏 徐州 221000
摘要：电厂锅炉主蒸汽温度是电厂生产运行中的一个非常重要的监测和控制参数，过高或过低都会影响到机组的安全性和经济性，一般要求主蒸汽温度基本上维持在额定值(即给定值)附近。主蒸汽温度的控制多年来一直是电厂过程控制中的一个难点，这主要是因为：首先，主蒸汽温度被控对象总是存在一定的迟延，而且机组容量越大迟延就越严重，常常使得反馈控制作用来不及进行调节；其次，主蒸汽温度被控对象的动态特性随着工况的变化会发生变化，即其数学模型在不同的工况下是不同的，这会导致参数固定不变的控制器在变工况情况下的实际控制效果恶化；另外，主蒸汽温度被控对象的动态特性是非线性的，也增加了控制的难度。
关键词：超临界600MW机组；冲转；主蒸汽温度偏高；防治措施
1 机组概况
江苏阚山发电有限公司一期扩建的2×600MW机组锅炉为DG1900/25.4-Ⅱ1型超临界参数变压直流本生型锅炉,配日本三菱技术制造超超临界、一次中间再热、单独、两缸两排汽凝气式汽轮机，型号，CCLN600-25/600/600(TC2F-48)。锅炉主要设计参数见图1。
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采用TI型布置、单炉膛、M-PM低氮燃烧器+偏置周界风+SOFA燃烧器系统、四墙切圆燃烧方式。每只燃烧器配备出力为250kg/h的机械雾化点火油枪,前、后墙中层各燃烧器中心配有出力为4700kg/h的启动油枪;在三层燃烧器上方,前、后墙各布置了一层燃尽风口。过热汽温主要通过调节燃料和给水配比并配合一、二级减温水调整,减温水来自省煤器出口的给水。一级减温器设在低温过热器和屏式过热器之间,二级减温器设在屏式过热器和高温过热器之间,事故减温器设于低温再热器和高温再热器之间。再热汽温主要通过置于尾部烟道的调温烟气挡板调节。
2 存在问题
在机组调试期间,普遍存在汽轮机冲转时锅炉侧主蒸汽温度高、压力低的现象,与汽轮机要求的参数不匹配。东方汽轮机厂最初要求汽轮机冲转主蒸汽参数为8.73MPa、370～400℃,后被迫将汽轮机冲转参数修改为5.5MPa、430℃,直接影响到机组冲转、空负荷和带初始负荷的安全经济运行。
造成上述问题的原因,除了锅炉本身的特性外主要是燃料和给水不匹配。对此采取了以下措施:降低锅炉起动给水流量,由475t/h降到405t/h;加大锅炉热负荷,燃油量20t/h以上,改善燃烧;给水温度提高至60℃以上;提高蒸汽流量;降低锅炉总风量或开大汽轮机侧高低压旁路开度,增加主蒸汽流量,投入减温水,同时修改锅炉起动曲线。这些措施归结起来会增加燃油量,投入大量减温水,但锅炉侧无法将主蒸汽参数控制在8.73MPa、370～400℃,且锅炉燃油增大。
3 采取的措施
3.1 给水流量控制
在热态清洗水质合格之前,控制给水流量为200～650t/h;当热态清洗水质合格之后,锅炉升温、升压过程中,给水流量按以下控制:水冷壁壁温不超过350℃,361阀在投自动情况下A、B始终自关,锅炉退出给水流量低保护,给水流量维持160～180t/h;机组冲转至机组并网前,锅炉退出给水流量低保护,给水流量控制在160～180t/h;机组并网后,投入给水流量低保护,给水流量至少350t/h。
3.2 给水温度控制
在热态清洗及锅炉升温、升压过程中,利用辅汽联箱的蒸汽对除氧器进行加热,维持给水温度在80～100℃。汽轮机冲转和带低负荷期间,为控制高中压缸的上下壁温差,高压加热器(高加)一般在并网并带一定负荷后再逐步投入,但实际上提前投入高加对汽缸壁温差的影响并不大,远远不会影响安全运行。因此,在高加投入时间的选择上采用同低压加热器(低加)相同的随机投入方式。汽轮机挂闸后,即开启各段抽汽逆止阀和电动阀。对逆止阀而言,操作员站给的开启指令仅仅是解除其开启的限制,抽汽流量增大后,逆止阀会自然开启。
在机组中压缸起动时,中压缸开启进汽,此时2抽和3抽打开,在进行低参数暖管的同时,投入2、3号高加,并逐步建立水位。同时,5、6、7和8号低加随机投入,这样能有效地提高给水温度至180℃以上。在倒缸完成之后,高排逆止阀打开,高压缸开始进汽,同时立即投入1号高加,这样可进一步提高给水温度至200℃以上。在汽轮机冲转到100r/min即开始随机投入高低压加热器,此项技术成熟、可行。冲转中如果高低压加热器没有随机投入,给水温度最高只有120℃。
3.3 燃烧控制
锅炉燃油量12～13t/h,二次风流量为总风量的30%～40%,启动油枪投入后控制炉膛负压-600Pa;启动油枪出力由4700kg/h改为2500kg/h,3200kg/h,启动油枪油压控制在0.8～1.0MPa,点火油枪油压控制在2.0MPa;雾化蒸汽压力0.7～0.9MPa。
3.4 汽轮机高低压旁路的控制
高压旁路设定初始的开度为10%,控制分离器压力1.25MPa,维持锅炉热态清洗温度190℃。当热态清洗完毕升温升压时,高压旁路按程序控制慢慢开大,直到主蒸汽压力达8.73MPa转定压控制时,通过高压旁路开度的变化来维持主蒸汽压力不变。控制再热蒸汽压力0.39MPa,低压旁路开度不能低于20%。
3.5 减少汽轮机侧疏水阀内漏
国内大多数汽轮机制造厂要求在负荷低于10%时为避免水冲击的危险,主再汽管道上的疏水阀应保持开启。实际上,在充分保证机前主蒸汽过热度的前提下,主蒸汽管道上的疏水阀已提前关闭,这一方面可以提高冲转中的主蒸汽压力,另一方面可以减少大量的热损失。国外超(超)临界机组,包括国内整套引进的大型火电机组也要求或允许采用该操作控制方式运行。
当主蒸汽管道、再热蒸汽管道及高中压主汽阀前左右两侧管道疏水阀关闭后,如某个疏水阀后温度大于200℃,表示该疏水阀内漏,应进行消漏处理,否则无法将主蒸汽压力升至8.73MPa。
4 效果及建议
(1)电厂2号机组在首次冲转到首次并网以及倒缸调试过程中,按照上述方法随机投入高低压加热器系统,给水温度提高到202℃,锅炉燃油量12.5t/h,给水流量160～180t/h,锅炉未投入减温水,即可控制主蒸汽温度400℃、主蒸汽压力6～8.73MPa,且锅炉水冷壁壁温在350℃以内。
(2)锅炉给水流量应根据机组不同阶段、在保证锅炉水冷壁安全的前提下灵活调整,退出给水流量低保护。在机组升温、升压、冲转及并网之前,当锅炉燃油量12～13t/h,其对应的给水流量为160～180t/h,此时燃料和给水匹配。
(3)国内汽轮机厂应明确规定,汽轮机冲转在100r/min及以上,即要求随机投入高低压加热器,不仅可对锅炉侧提供满足汽轮机要求的、合格的蒸汽,而且在技术上也安全可行。
(4)在调试过程中,给水温度控制在200℃以上,有利于锅炉的燃烧稳定和主蒸汽温度以及再热汽温的控制,这也是保证机组首次冲转和并网成功的有效调整手段。
(5)在汽轮机冲转、低负荷期间,在充分保证机前主蒸汽过热度的前提下,主再汽管道上的疏水阀应提前关闭,这样,不仅可以提高冲转时的主蒸汽压力,还可以减少大量的热损失。
(6)在机组并网前锅炉无需投入减温水即可控制主蒸汽温度以及再热蒸汽温度。
参考文献：
[1]黄伟.600MW超临界机组冲转时主蒸汽温度偏高原因分析及采取的措施[J].热力发电,2006(11):32-34.
[2]李文军.国产超临界锅炉启动过程中的汽温控制方法[J].锅炉技术,2008,39(2):41-43